NO903824L - PROCEDURE FOR MANUFACTURING METAL FILM, AND METAL FILM MANUFACTURED BY THE PROCEDURE. - Google Patents
PROCEDURE FOR MANUFACTURING METAL FILM, AND METAL FILM MANUFACTURED BY THE PROCEDURE.Info
- Publication number
- NO903824L NO903824L NO90903824A NO903824A NO903824L NO 903824 L NO903824 L NO 903824L NO 90903824 A NO90903824 A NO 90903824A NO 903824 A NO903824 A NO 903824A NO 903824 L NO903824 L NO 903824L
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- metal foil
- substrate
- source material
- deposition
- deposition source
- Prior art date
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims description 78
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims description 78
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 21
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 15
- 239000011888 foil Substances 0.000 claims description 75
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 61
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 34
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 31
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 27
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 15
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 13
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 claims description 13
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims description 11
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 8
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 5
- 238000001947 vapour-phase growth Methods 0.000 claims description 5
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 10
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 10
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 8
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 7
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 7
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 7
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 6
- 238000009718 spray deposition Methods 0.000 description 6
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000001659 ion-beam spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 2
- 229910003310 Ni-Al Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000808 amorphous metal alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000005034 decoration Methods 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000007733 ion plating Methods 0.000 description 1
- 239000002648 laminated material Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 239000005300 metallic glass Substances 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 238000007750 plasma spraying Methods 0.000 description 1
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/0005—Separation of the coating from the substrate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
- C23C14/14—Metallic material, boron or silicon
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Golf Clubs (AREA)
Description
1. Oppfinnelsens tekniske område1. The technical area of the invention
Denne oppfinnelse angår en fremgangsmåte for fremstilling av metallfolie som anvendes som laminatmateriale for matvarer, til dekorasjon, til konstruksjon eller som elektromagnetisk skjerm. Denne oppfinnelse er også rettet mot en metallfolie fremstilt ved hjelp av fremgangsmåten. This invention relates to a method for the production of metal foil which is used as a laminate material for foodstuffs, for decoration, for construction or as an electromagnetic shield. This invention is also directed to a metal foil produced using the method.
2. Beskrivelse av kjent teknikk2. Description of prior art
Av metallfolier av typene nevnt ovenfor er det hittil kjent folier som har forskjellige tykkelser fra mindre enn 10 pm til mer enn 10 pm, og slike metallfolier er vanligvis fremstilt ved at et tynt metallbånd eller en plate er blitt valset flere ganger slik at tykkelsen til det tynne båndet eller platen reduseres gradvis. Of metal foils of the types mentioned above, foils are known up to now that have different thicknesses from less than 10 pm to more than 10 pm, and such metal foils are usually produced by rolling a thin metal strip or plate several times so that the thickness of the the thin band or plate is gradually reduced.
I produksjonsmetoden for metallfolien beskrevet ovenfor må imidlertid valsingen utføres flere ganger. Videre må det anvendes en smøreolje mellom materialet som skal valses og valsene under valseprosessen, og overflaten til metallfolien blir ikke ren siden urenheter i luften kleber seg til overflaten av det valsede materialet under valsingen. Når en amorf folie fremstilles, er det en begrensning når det gjelder tykkelse, bredde og lengde av det tynne båndet under produksjonsprosessen, og av denne grunn er det også en dimensjonsbegrensning ved fremstillingen av folien også. In the production method for the metal foil described above, however, the rolling must be carried out several times. Furthermore, a lubricating oil must be used between the material to be rolled and the rollers during the rolling process, and the surface of the metal foil does not become clean since impurities in the air stick to the surface of the rolled material during rolling. When an amorphous foil is produced, there is a limitation in the thickness, width and length of the thin strip during the manufacturing process, and for this reason there is also a dimensional limitation in the manufacture of the foil as well.
Generelt er metallfolier som har en tykkelse på 10 pm eller mer blitt fremstilt ved valsing flere ganger, og tynnere metallfolier med en tykkelse på 10 pm eller mindre er fremstilt av de valsede metallfoliene. Ved fremstillingen blir metallfolier med en tykkelse på mer enn 10 pm stablet og så valset til en ønsket tykkelse. I en slik fremstillingsprosess er det imidlertid å skille de valsede stablede metallfoliene fra hverandre i slutt-trinnet og dette skilletrinnet resulterer i en uheldig stor overflaterøffhet i den resulterende metallfolien. Generally, metal foils having a thickness of 10 µm or more have been produced by rolling several times, and thinner metal foils having a thickness of 10 µm or less have been produced from the rolled metal foils. During production, metal foils with a thickness of more than 10 pm are stacked and then rolled to a desired thickness. In such a manufacturing process, however, the rolled stacked metal foils are separated from each other in the final step and this separation step results in an unluckily large surface roughness in the resulting metal foil.
OPPSUMMERING AV OPPFINNELSENSUMMARY OF THE INVENTION
Den foreliggende oppfinnelse er derfor rettet mot en fremgangsmåte for fremstilling av en metallfolie, hvilken fremgangsmåte løser disse problemer, slik at det kan dannes en ren folieoverflate, og den reduserer dimensjonsbegrensningen ved fremstilling av en amorf folie. The present invention is therefore aimed at a method for producing a metal foil, which method solves these problems, so that a clean foil surface can be formed, and it reduces the dimensional limitation when producing an amorphous foil.
Et annet formål med denne oppfinnelsen er å fremstille en metallfolie med en tykkelse på 10 pm eller mindre hvor overflaterøffheten eller grovheten uttrykt ved den maksimale høyden (Rmax) er sterkt redusert. Another object of this invention is to produce a metal foil with a thickness of 10 pm or less where the surface roughness or roughness expressed by the maximum height (Rmax) is greatly reduced.
Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en fremgangsmåte for fremstilling av en metallfolie, hvilken fremgangsmåte omfatter de følgende trinn: avsetning av komponentpartikler fra et avsetningskildemateriale bestående av forutbestemte metallkomponenter i en dampfase innenfor området fra en av endene til den andree av et substrat anordnet for å vende mot avsetningskildematerialet og som har en inert overflate som beveger seg kontinuerlig, ved hjelp av en fysikalsk dampfaseavsetningsmetode i vakuum eller i en inert gassatmosfære slik at det dannes sekvensielt en tynn film som har en forutbestemt filmtykkelse; og The present invention provides a method for producing a metal foil, which method comprises the following steps: deposition of component particles from a deposition source material consisting of predetermined metal components in a vapor phase within the area from one end to the other of a substrate arranged to face the deposition source material and having an inert surface which moves continuously, by means of a physical vapor phase deposition method in vacuum or in an inert gas atmosphere so as to sequentially form a thin film having a predetermined film thickness; and
avskrelling av den tynne filmen fra substratoverflaten forpeeling of the thin film from the substrate surface for
å frembringe en metallfolie.to produce a metal foil.
Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer videre en metallfolie fremstilt ved avsetning av komponentpartikler fra et avsetningskildemateriale bestående av forutbestemte metallkomponenter på et substrat anordnet slik at det vender mot avsetningskildematerialet ved hjelp av en fysikalsk dampfaseavsetningsmetode i vakuum eller i en inert gassatmosfære slik at det dannes sekvensielt en tynn film som har en forutbestemt filmtykkelse, The present invention further provides a metal foil produced by depositing component particles from a deposition source material consisting of predetermined metal components on a substrate arranged to face the deposition source material by means of a physical vapor phase deposition method in vacuum or in an inert gas atmosphere so that a thin film is sequentially formed having a predetermined film thickness,
og så avskrelling av den tynne filmen fra substratet for å frembringe metallfolien hvor den maksimale høyde (Rmax) til overflategrovheten til begge overflatene på metallfolien ikke er større enn 0,2 pm. and then peeling the thin film from the substrate to produce the metal foil wherein the maximum height (Rmax) of the surface roughness of both surfaces of the metal foil is not greater than 0.2 µm.
I denne beskrivelse er "overflategrovhet" angitt med "maksimal høyde (Rmax)" som spesifisert i den japanske industri-standard (JIS) B 0601 og den uttrykkes som "overflategrovhet (Rmax)". In this specification, "surface roughness" is denoted by "maximum height (Rmax)" as specified in the Japanese Industrial Standard (JIS) B 0601 and it is expressed as "surface roughness (Rmax)".
KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENEBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Figur 1 er en forklarende tegning av eksempel 1 på den foreliggende oppfinnelse; Figur 2 viser i plantegning en del av figur 1; Figur 3 er en forklarende tegning på eksempel 2; Figure 1 is an explanatory drawing of example 1 of the present invention; Figure 2 shows a plan view of a part of Figure 1; Figure 3 is an explanatory drawing of example 2;
Figur 4 er en forklarende tegning på eksempel 3; ogFigure 4 is an explanatory drawing of example 3; and
Figur 5 er en del av et sideriss av figur 4.Figure 5 is part of a side view of Figure 4.
DETALJERT BESKRIVELSE AV DE FORETRUKNE UTFØRELSERDETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS
Den fysikalske dampfaseavsetningsmetoden beskrevet ovenfor innebefatter spruteavsetning, vakuumavsetning, ioneplettering , etc, og spruteavsetningen innebefatter 2-elektrodespruting, 3-elektrodespruting, 4-elektrodespruting, magnetron-spruting, motstående måltype-spruting, ionestrålespruting og dual ione-stråle-spruting. Videre kan de fem angitte sprutemetodene klassifiseres i en likestrømspåføringstype og et høyfrekvens-påf©ringssystem. Den foreliggende oppfinnelse kan anvendes i hvilken som helst av disse fremgangsmåtene. The physical vapor deposition method described above includes sputtering, vacuum deposition, ion plating, etc., and the sputtering includes 2-electrode sputtering, 3-electrode sputtering, 4-electrode sputtering, magnetron sputtering, opposing target type sputtering, ion beam sputtering and dual ion beam sputtering. Furthermore, the five stated spraying methods can be classified into a direct current application type and a high frequency application system. The present invention can be used in any of these methods.
Spruteavsetningen er fremgangsmåten som bringer ionekilden, som genereres av en ionekanon eller plasma, til å støte mot et mål som har den samme sammensetningen som tynnfilmmaterialet som skal tilformes, og det avsettes atom, molekyl eller gruppelign-ende nøytrale partikler eller ionepartikler generert fra målet på grunn av støtet på et substrat. Spray deposition is the process that brings the ion source, which is generated by an ion gun or plasma, to collide with a target that has the same composition as the thin film material to be formed, and atom, molecule or group-like neutral particles or ion particles generated from the target are deposited on due to the impact on a substrate.
Avsetningskildematerialer innebefatter en Mg-Ni-Y, Al-Ti-Y, La-Ni-Al, Al-Ni-Y-N og lignende. Deposition source materials include a Mg-Ni-Y, Al-Ti-Y, La-Ni-Al, Al-Ni-Y-N and the like.
I det påfølgende skal den foreliggende oppfinnelse beskrives for tilfellet hvor den utøves ved bruken av magnetronplasma-spruting. In what follows, the present invention will be described for the case where it is practiced using magnetron plasma spraying.
En elektrode (+ elektrode) og et mål (- elektrode) laget av en forutbestemt metallkomponent blir anordnet motstående til hverandre inne i en beholder som holdes på et sprutegasstrykk på i det minste 1 x IO-<3>mbar og en spenning blir påtrykt mellom disse elektrodene slik at det genereres et plasma mellom dem. An electrode (+ electrode) and a target (- electrode) made of a predetermined metal component are arranged facing each other inside a container maintained at a spray gas pressure of at least 1 x IO-<3>mbar and a voltage is applied between these electrodes so that a plasma is generated between them.
En tynn film blir tilformet ved avsetning av et substrat inne i eller nær dette plasmaområdet. Siden tynnfilmfremstillingsinn-retninger som beskrevet ovenfor blir brukt, er partiklene fra avsetningskildematerialet i ionetilstand, atomer, molekyler og grupper. Det er derfor sannsynlig at de vil bli avkjølt mellom avsetningskildematerialet og substratoverflaten og selv om partiklene er av en type som er vanskelig å omforme til amorf tilstand ved hjelp av en kjent væskekjølefremgangsmåte, blir de omformet til den amorfe tilstanden. En metallfolie som har den ønskede filmtykkelsen kan fremstilles ved å justere effekten som påtrykkes mellom elektrodene eller hastigheten til det bevegelige substratet. A thin film is formed by depositing a substrate in or near this plasma region. Since thin film fabrication devices as described above are used, the particles from the deposition source material are in the ionic state, atoms, molecules and groups. It is therefore likely that they will be cooled between the deposition source material and the substrate surface and even if the particles are of a type that is difficult to transform into an amorphous state using a known liquid cooling method, they will be transformed into the amorphous state. A metal foil having the desired film thickness can be produced by adjusting the power applied between the electrodes or the speed of the moving substrate.
I fremgangsmåten beskrevet ovenfor kan en metallfolie som består av en amorf fase, en metallfolie som består av en kompositt av en amorf fase og en krystallinsk fase, og en metallfolie som består av en krystallinsk fase produseres selektivt ved å justere gasstrykket inne i anordningen eller apparatet, avstanden mellom substratet og fronten og avsetningskildematerialet, osv. F.eks. kan det oppnås en høy avkjølingshastighet for partiklene fra avsetningskildematerialet ved å redusere gasstrykket inne i anordningen og ved innstillingen av avstanden mellom substratoverflaten og målet innenfor et forutbestemt område, og en metallfolie som består av en amorf fase og en metallfolie som består av en kompositt av en amorf fase og en krystallinsk fase kan produseres. Dersom gasstrykket blir økt inne i anordningen og avstanden mellom substratoverflaten og avsetningskildematerialet blir innstilt utenfor området beskrevet ovenfor, vil i motsetning til dette avkjølingshastigheten til partiklene til avsetningskildematerialet bli lav og en metallfolie bestående av en krystallinsk fase kan produseres. In the method described above, a metal foil consisting of an amorphous phase, a metal foil consisting of a composite of an amorphous phase and a crystalline phase, and a metal foil consisting of a crystalline phase can be selectively produced by adjusting the gas pressure inside the device or apparatus , the distance between the substrate and the front and the deposition source material, etc. E.g. a high cooling rate of the particles from the deposition source material can be achieved by reducing the gas pressure inside the device and by setting the distance between the substrate surface and the target within a predetermined range, and a metal foil consisting of an amorphous phase and a metal foil consisting of a composite of a amorphous phase and a crystalline phase can be produced. If the gas pressure is increased inside the device and the distance between the substrate surface and the deposition source material is set outside the range described above, in contrast, the cooling rate of the particles of the deposition source material will be low and a metal foil consisting of a crystalline phase can be produced.
Når oppfinnelsen anvendes ved spruting kan f.eks. en metallfolie bestående av en kompositt som har en amorf fase produseres ved å innstille avstanden mellom substratoverflaten og avsetningskildematerialet innenfor området fra 4 0 til 100 mm og å justere gasstrykket inne i anordningen innenfor området 1 When the invention is used by spraying, e.g. a metal foil consisting of a composite having an amorphous phase is produced by setting the distance between the substrate surface and the deposition source material within the range from 4 0 to 100 mm and adjusting the gas pressure inside the device within the range 1
x 10~<3>til 20 x 10~<3>mbar. En metallfolie bestående av en krystallinsk fase kan produseres dersom avstanden mellom substratoverflaten og avsetningskildematerialet ligger utenfor området beskrevet ovenfor eller dersom gasstrykket inne i anordningen er høyere enn 20 x 10~<3>mbar. Dersom gasstrykket inne i anordningen er under 1 x 10~<3>mbar, er det ikke enkelt å opprettholde lik utladning mellom elektrodene og en metallfolie kan ikke fremstilles. x 10~<3> to 20 x 10~<3>mbar. A metal foil consisting of a crystalline phase can be produced if the distance between the substrate surface and the deposition source material is outside the range described above or if the gas pressure inside the device is higher than 20 x 10~<3>mbar. If the gas pressure inside the device is below 1 x 10~<3>mbar, it is not easy to maintain equal discharge between the electrodes and a metal foil cannot be produced.
I fremgangsmåten beskrevet ovenfor kan et metallmateriale, et harpiksmateriale, glass o.l. anvendes som substratet. Uttrykket "inert substratoverflate" slik det brukes her betyr overflaten som har lav adhesjon og fra hvilken metallfolien lett kan fraskrelles. In the method described above, a metal material, a resin material, glass and the like can be used. is used as the substrate. The term "inert substrate surface" as used herein means the surface which has low adhesion and from which the metal foil can be easily peeled.
Uttrykket "avsetningskildemateriale" slik det brukes i den foreliggende oppfinnelse betyr målet i tilfellet spruteavsetning og fordampningskilden i tilfellet ionepretering og vakuumavsetning. The term "deposition source material" as used in the present invention means the target in the case of sputter deposition and the evaporation source in the case of ion pretreatment and vacuum deposition.
Partiklene til avsetningskildematerialet som består av den forutbestemte metallkomponenten i formen av ioner, atomer, molekyler og grupper blir sekvensielt avsatt på substratoverflaten som beveger seg kontinuerlig fra en av endene til den andre av avsetningskildematerialet og en ønsket filmtykkelse oppnås på den andre enden av avsetningskildematerialet. Deretter blir substratet og tynnfilmen adskilt fra hverandre for å frembringe metallfolien. Her kan følgende innretninger anvendes som separasjonsinnretning mellom substratet og tynnfilmen. F.eks. kan den andre enden av avsetningskildematerialet etter passasje bli avskrellet av en opptaksrulle i en vinkel som er forskjellig fra bevegelsesretningen til substratet for å ta opp metallfolien på opptaksrullen. Alternativt blir metallfolien mens den fester seg til substratet tatt opp av rullen på den andre siden og substratet og metallfolien blir adskilt når det er nødvendig for å frembringe metallfolien. Som nok et alternativ kan substratet og metallfolien separeres ved hjelp av en innretning som skraper. The particles of the deposition source material consisting of the predetermined metal component in the form of ions, atoms, molecules and groups are sequentially deposited on the substrate surface moving continuously from one of the ends to the other of the deposition source material and a desired film thickness is achieved on the other end of the deposition source material. Then the substrate and the thin film are separated from each other to produce the metal foil. Here, the following devices can be used as a separation device between the substrate and the thin film. E.g. the other end of the deposition source material after passage can be peeled off by a take-up roll at an angle different from the direction of movement of the substrate to pick up the metal foil on the take-up roll. Alternatively, the metal foil as it adheres to the substrate is picked up by the roll on the other side and the substrate and metal foil are separated when necessary to produce the metal foil. As yet another alternative, the substrate and the metal foil can be separated using a scraper device.
Produksjonsfremgangsmåten som beskrevet ovenfor er spesielt egnet for å oppnå en ny metallfolie som har en tykkelse på 2 til 10 pm og en overflategrovhet (Rmax) som ikke er større enn 0,2 pm. Når folietykkelsen er mindre enn 2 pm, kan ikke den resulterende metallfolien med hell avskrelles fra et substrat. På den annen side, i produksjonen av metallfolier med en tykkelse større enn 10 pm, er det mer økonomisk å anvende en valseprosess enn prosessen med fysisk pådampning i henhold til den foreliggende oppfinnelse, selv om prosessen i henhold til den foreliggende oppfinnelse også kan gi slike relativt tykke metallfolier. The production method as described above is particularly suitable for obtaining a new metal foil having a thickness of 2 to 10 pm and a surface roughness (Rmax) not greater than 0.2 pm. When the foil thickness is less than 2 µm, the resulting metal foil cannot be successfully peeled from a substrate. On the other hand, in the production of metal foils with a thickness greater than 10 µm, it is more economical to use a rolling process than the process of physical vapor deposition according to the present invention, although the process according to the present invention can also provide such relatively thick metal foils.
I det etterfølgende skal utførelser av den foreliggende oppfinnelse beskrives med henvisning til tegningene. In what follows, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
Eksempel 1Example 1
Figurene 1 og 2 viser skjematisk et eksempel på anordningen som er egnet for å utføre den foreliggende oppfinnelse. Som vist på figur 1, er et mål 1 fremstilt i en smelteovn og som har en sammensetning av forutbestemte komponenter anordnet inne i et spruteavsetningsapparat 2 og et par styreruller 4 er anordnet mellom en elektrode 3 (en jordelektrode såsom en vakuumbeholder) og målet 1 med et forutbestemt gap. Et substrat 5, som er et endeløst belte laget av et mykt metallmateriale eller harpiksmateriale er anordnet på rullene 4. En opptaksrulle 6 er anordnet over substratet 5 på en slik måte at den tar opp og styrer den resulterende metallfolien 7 i en vinkel som er forskjellig fra bevegelsesretningen til substratet 5. Når det måtte være nødvendig blir et kjøleparti 8 for avkjøling av substratoverflaten anordnet nær og under substratet 5 på hvilket partiklene til målet 1 blir avsatt. Her blir etter at det indre av spruteavsetningsapparatet 2 er evakuert ved hjelp av en vakuumpumpe (ikke vist), en argongass matet inn i apparatet og det indre trykket i apparatet blir holdt konstant i det samlås-ende arrangement med vakuumpumpen. En spenning blir under denne tilstanden påtrykt målet 1 og samtidig styrerullene 4 som blir drevet slik at de beveger substratet 5 kontinuerlig i endeløst belteform. Spruteavsetning blir utført på overflaten til substratet 5 og metallfolien 7 blir dannet på overflaten av substratet 5. Metallfolien 7 som er dannet på denne måten blir tatt opp av opptaksrullen 6. Som vist på figur 2 vil metallfolien7som produseres inneha en lik tykkelse ved å gjøre bredden til substratet 5 mindre enn bredden til målet 1. Figures 1 and 2 schematically show an example of the device which is suitable for carrying out the present invention. As shown in Figure 1, a target 1 produced in a melting furnace and having a composition of predetermined components is arranged inside a spray deposition apparatus 2 and a pair of guide rollers 4 is arranged between an electrode 3 (a ground electrode such as a vacuum container) and the target 1 with a predetermined gap. A substrate 5, which is an endless belt made of a soft metal material or resin material is arranged on the rollers 4. A take-up roller 6 is arranged above the substrate 5 in such a way that it takes up and guides the resulting metal foil 7 at an angle which is different from the direction of movement of the substrate 5. When necessary, a cooling part 8 for cooling the substrate surface is arranged near and below the substrate 5 on which the particles of the target 1 are deposited. Here, after the interior of the spray deposition apparatus 2 has been evacuated by means of a vacuum pump (not shown), an argon gas is fed into the apparatus and the internal pressure in the apparatus is kept constant in the interlocking arrangement with the vacuum pump. Under this condition, a voltage is applied to the target 1 and at the same time to the guide rollers 4 which are driven so that they move the substrate 5 continuously in an endless belt form. Spray deposition is performed on the surface of the substrate 5 and the metal foil 7 is formed on the surface of the substrate 5. The metal foil 7 formed in this way is taken up by the take-up roll 6. As shown in Figure 2, the metal foil 7 produced will have an equal thickness by making the width to the substrate 5 less than the width of the target 1.
Eksempel 2Example 2
Som vist på figur 3, blir substratet 5 som er viklet på styrerullen 4 på en av sidene (f.eks. den venstre siden) sekvensielt matet til styrerullen 4 på den andre siden (f.eks. på den høyre siden). Under denne prosessen blir metallfolien 7 formet på substratet 5 ved spruteavsetning, og mens metallfolien 7 kleber seg til substratet 5 blir de tatt opp på styrerullen 4 på den andre siden. Metallfolien 7 og substratet 5 på denne styrerullen 4 blir adskilt fra hverandre i det neste trinnet (ikke vist på tegningen). Resten er det samme som i Eksempel 1. As shown in Figure 3, the substrate 5 wound on the guide roller 4 on one side (e.g. the left side) is sequentially fed to the guide roller 4 on the other side (e.g. the right side). During this process, the metal foil 7 is formed on the substrate 5 by spray deposition, and while the metal foil 7 sticks to the substrate 5, they are picked up on the guide roller 4 on the other side. The metal foil 7 and the substrate 5 on this guide roller 4 are separated from each other in the next step (not shown in the drawing). The rest is the same as in Example 1.
Eksempel 3Example 3
Som vist på figurene 4 og 5 er substratet 5 sylindrisk og kjølepartiet 8 anordnet på den indre omkretsoverflaten av substratet 5, når det er nødvendig, for å avsette partiklene til målet 1 på den sylindriske ytre omkretsoverflaten av substratet 5. Resten er det samme som i Eksempel 1. Her er en mateport 9 og en uttømmingsport 10 for kjølemediet til og fra kjølepartiet As shown in Figures 4 and 5, the substrate 5 is cylindrical and the cooling portion 8 is provided on the inner peripheral surface of the substrate 5, when necessary, to deposit the particles of the target 1 on the cylindrical outer peripheral surface of the substrate 5. The rest is the same as in Example 1. Here is a feed port 9 and a discharge port 10 for the refrigerant to and from the cooling section
8 stasjonære, og matepartiet 11, uttømmeporten 12, kjølepartiet8 stationary, and the feed part 11, the discharge port 12, the cooling part
8 og substratet 5 kan rotere. For å holde gasstrykket inne i apparatet på et konstant nivå, er et tetningsparti 13 på apparatet utstyrt med en pakning rundt den ytre omkretsen av utlade-partiet 12, og tetningspartiene 14 er anordnet for å forhindre lekkasje av kjølemediet mellom mateporten9og uttømmingsporten 10 (det faste partiet) og mellom matepartiet 11 og uttømmings-partiet 12 (det bevegelige partiet). Siden substratet 5 har formen beskrevet ovenfor, er det mulig å anvende stivt metallmateriale, et stivt harpiksmateriale, glass o.l., som substrat-materialet. 8 and the substrate 5 can rotate. In order to keep the gas pressure inside the apparatus at a constant level, a sealing portion 13 of the apparatus is provided with a gasket around the outer circumference of the discharge portion 12, and the sealing portions 14 are arranged to prevent leakage of the refrigerant between the feed port 9 and the discharge port 10 (the fixed part) and between the feed part 11 and the discharge part 12 (the movable part). Since the substrate 5 has the shape described above, it is possible to use rigid metal material, a rigid resin material, glass, etc., as the substrate material.
I samsvar med Eksemplene 1 til 3 ovenfor kan det oppnås flersjikts metallfolier ved avsetning av flere mål laget av forskjellige materialer med en forutbestemt avstand mellom målene. I dette tilfellet er det mulig å forme en metallfolie som består av forskjellige sjikt, såsom et dekorasjonssjikt, korrosjonsresistent sjikt, et kostbart sjikt, etc, ved passende valg av målematerialet i samsvar med den tiltenkte bruk. In accordance with Examples 1 to 3 above, multilayer metal foils can be obtained by depositing several targets made of different materials with a predetermined distance between the targets. In this case, it is possible to form a metal foil consisting of various layers, such as a decorative layer, a corrosion-resistant layer, an expensive layer, etc., by appropriate selection of the measuring material in accordance with the intended use.
Eksempel 4Example 4
I samsvar med den følgende prosedyre ble en titanfolie formet på et sylindrisk glassubstrat ved bruk av et titanmål i magnetron spruteavsetningsapparatet som vist på figurene 4 og 5. Bredden til målet var 8 cm og spruteavsetningen ble ledet på glassubstratet anordnet slik at det var motstående målet i en avstand på 50 mm. According to the following procedure, a titanium foil was formed on a cylindrical glass substrate using a titanium target in the magnetron sputter deposition apparatus as shown in Figures 4 and 5. The width of the target was 8 cm and the sputter deposition was guided on the glass substrate arranged so that it faced the target in a distance of 50 mm.
Substratet ble renset og det indre av apparatet ble evakuert til et trykk på 2 x IO"<5>mbar eller mindre og så ble en argongass innført i apparatet. Mens trykket i apparatet ble holdt på 3 x IO-<3>mbar ble forspruting som en forbehandling utført i en periode på 10 minutter under bruk av en lukker. The substrate was cleaned and the interior of the apparatus was evacuated to a pressure of 2 x 10"<5>mbar or less and then an argon gas was introduced into the apparatus. While the pressure in the apparatus was maintained at 3 x 10-<3>mbar, sputtering was as a pre-treatment performed for a period of 10 minutes using a shutter.
Deretter ble en elektrisk effekt på 520 V x0,04 A/cm<2>Then, an electric power of 520 V x0.04 A/cm<2> became
påtrykt målet for å danne en film på substratet ved spruteavsetning av titan. Under spruteavsetningen ble den ytre omkretsoverflaten til det sylindriske glassubstratet beveget i en hastighet på 0,8 cm/min. Filmen som ble formet på substratet ble fjernet imprinted on the target to form a film on the substrate by spray deposition of titanium. During sputter deposition, the outer peripheral surface of the cylindrical glass substrate was moved at a speed of 0.8 cm/min. The film formed on the substrate was removed
av en opptaksrulle eller en skrape. I en slik prosedyre ble det oppnådd en 5 mm tykk titanfolie. Titanfolien hadde en overflateruhet (Rmax) som ikke var større enn 0,1 pm både på avsetnings-overflaten og sidene av substratet. of a recording roller or a scraper. In such a procedure, a 5 mm thick titanium foil was obtained. The titanium foil had a surface roughness (Rmax) that was not greater than 0.1 µm both on the deposition surface and on the sides of the substrate.
Selv om metallfolier også kan produseres på samme måte som beskrevet ovenfor under bruk av apparatene som er vist på figurene 1-3, bør substratet som anvendes i disse apparatene være laget av harpiks eller metall. Når et harpikssubstrat ble brukt, er det overflateruheten (Rmax) til substratet stor sammenlignet med ruheten ved bruk av et glassubstrat. Den maksimale mulig-heten (Rmax) til vanlig brukte harpikssubstrater såsom plastark er omtrent 0,2 pm og metallfolier som har en overflateruhet (Rmax) på 0,2 pm eller mindre kan oppnås på enkel måte. Det er derfor ingen problemer i praktiske anvendelser. Videre kan overflateruheten (Rmax) til harpiks- eller metallsubstratet reduseres ved en passende behandling og derved kan også overflateruheten (Rmax) til metallfolien tilformet på substratet reduseres. Although metal foils can also be produced in the same manner as described above using the apparatuses shown in Figures 1-3, the substrate used in these apparatuses should be made of resin or metal. When a resin substrate was used, the surface roughness (Rmax) of the substrate is large compared to the roughness when using a glass substrate. The maximum possibility (Rmax) of commonly used resin substrates such as plastic sheets is about 0.2 µm and metal foils having a surface roughness (Rmax) of 0.2 µm or less can be easily obtained. There are therefore no problems in practical applications. Furthermore, the surface roughness (Rmax) of the resin or metal substrate can be reduced by a suitable treatment and thereby the surface roughness (Rmax) of the metal foil formed on the substrate can also be reduced.
Som beskrevet ovenfor, produserer den foreliggende oppfinnelse metallfolien ved tynnfilmsformingsinnretningen ved den fysiske dampfaseavsetningsmetoden. Produksjonen av metallfolien kan derfor gjøres i ett trinn eller to trinn og den kan utføres på enkel måte. Den foreliggende fremgangsmåte kan frembringe en flersjiktet metallfolie som består av flere sjikt som har gjensidig forskjellige sammensetninger og siden produksjonen blir utført i vakuum eller i den inerte gassatmosfæren uten at det krever valsing av overflaten av valsene, kan det oppnås en metallfolie som har en ren overflate. Når den amorfe metallfolien blir produsert, blir videre dimensjonsbegrensningen mindre siden denne avhenger bare av mengden avsetningskildemateriale. Siden metallfoliene blir fremstilt ved tynnfilmdannelsesinnret-ningene beskrevet ovenfor kan det produseres amorfe legeringer som vanskelig kan fremstilles ved den ordinære enkelvalsefrem-gangsmåten e.l. Når det produseres en metallfolie som er i det minste 50% amorf ved hjelp av fremgangsmåten beskrevet ovenfor, har den resulterende metallfolien utmerkede egenskaper som skyldes den amorfe legeringen, såsom høy hardhet, høy styrke og høy korrosjonsmotstand, og den er derfor svært nyttig i forskjellige industrielle anvendelser. As described above, the present invention produces the metal foil by the thin film forming device by the physical vapor phase deposition method. The production of the metal foil can therefore be done in one step or two steps and it can be carried out in a simple way. The present method can produce a multi-layer metal foil consisting of several layers having mutually different compositions and since the production is carried out in a vacuum or in the inert gas atmosphere without requiring rolling of the surface of the rollers, a metal foil having a clean surface can be obtained . Furthermore, when the amorphous metal foil is produced, the dimensional limitation becomes less since it depends only on the amount of deposition source material. Since the metal foils are produced by the thin film forming devices described above, amorphous alloys can be produced which are difficult to produce by the ordinary single roll process or the like. When a metal foil that is at least 50% amorphous is produced by the method described above, the resulting metal foil has excellent properties due to the amorphous alloy, such as high hardness, high strength, and high corrosion resistance, and is therefore very useful in various industrial applications.
Siden metallfoliene har en overflategrovhet (Rmax) på 0,2 pm eller mindre og således svært flate overflater, vil de spesielt gi en høy grad dekorativ effekt når de er i bruk som strukturelle materialer etc., og de kan også nyttes som ledende materialer e.l. Since the metal foils have a surface roughness (Rmax) of 0.2 pm or less and thus very flat surfaces, they will especially give a high degree of decorative effect when they are used as structural materials etc., and they can also be used as conductive materials etc.
Claims (4)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22308389 | 1989-08-31 | ||
| JP19485390A JPH03166357A (en) | 1989-08-31 | 1990-07-25 | Production of metallic foil and metallic foil |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO903824D0 NO903824D0 (en) | 1990-08-31 |
| NO903824L true NO903824L (en) | 1991-03-01 |
Family
ID=26508775
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO90903824A NO903824L (en) | 1989-08-31 | 1990-08-31 | PROCEDURE FOR MANUFACTURING METAL FILM, AND METAL FILM MANUFACTURED BY THE PROCEDURE. |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0415206A3 (en) |
| JP (1) | JPH03166357A (en) |
| AU (1) | AU618683B2 (en) |
| NO (1) | NO903824L (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GEP20002074B (en) * | 1992-05-19 | 2000-05-10 | Westaim Tech Inc Ca | Modified Material and Method for its Production |
| US5681575A (en) * | 1992-05-19 | 1997-10-28 | Westaim Technologies Inc. | Anti-microbial coating for medical devices |
| JP2013087297A (en) * | 2011-10-13 | 2013-05-13 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Method for producing metal film |
| EP3673094A1 (en) * | 2017-08-23 | 2020-07-01 | Fraunhofer Gesellschaft zur Förderung der Angewand | Method for producing an electrically conductive foil |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3181209A (en) * | 1961-08-18 | 1965-05-04 | Temescal Metallurgical Corp | Foil production |
| US3608615A (en) * | 1970-08-20 | 1971-09-28 | Phelps Dodge Corp | Foil production |
| JPS53131929A (en) * | 1977-04-22 | 1978-11-17 | Oike Kogyo Kk | Preparation of beryllium metallic foil |
| JPH0192359A (en) * | 1981-08-11 | 1989-04-11 | Hitachi Ltd | Manufacture of thin amorphous film |
| JPS60211065A (en) * | 1984-04-06 | 1985-10-23 | Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk | Manufacture of foil |
| JPH01100262A (en) * | 1987-10-09 | 1989-04-18 | Mitsui Petrochem Ind Ltd | Manufacture of amorphous magnetic sheet metal |
-
1990
- 1990-07-25 JP JP19485390A patent/JPH03166357A/en active Pending
- 1990-08-10 AU AU60892/90A patent/AU618683B2/en not_active Ceased
- 1990-08-17 EP EP19900115798 patent/EP0415206A3/en not_active Withdrawn
- 1990-08-31 NO NO90903824A patent/NO903824L/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03166357A (en) | 1991-07-18 |
| EP0415206A2 (en) | 1991-03-06 |
| AU618683B2 (en) | 1992-01-02 |
| NO903824D0 (en) | 1990-08-31 |
| AU6089290A (en) | 1991-03-21 |
| EP0415206A3 (en) | 1991-07-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0305573B1 (en) | Continuous composite coating apparatus for coating strip | |
| CN109554680B (en) | Winding type vacuum coating machine | |
| Paulitsch et al. | Low friction CrN/TiN multilayer coatings prepared by a hybrid high power impulse magnetron sputtering/DC magnetron sputtering deposition technique | |
| WO2004077519A3 (en) | Dielectric barrier layer films | |
| WO2009121685A1 (en) | Method for depositing of barrier layers on a plastic substrate as well as coating device therefor and a layer system | |
| EP0261245B1 (en) | Process for producing transparent conductive film | |
| CN107779839A (en) | DLC film plating process based on anode technology | |
| CN103921498A (en) | Stainless steel product with hard film layer and preparation method thereof | |
| CN107937877A (en) | DLC coating apparatus based on anode technology | |
| NO903824L (en) | PROCEDURE FOR MANUFACTURING METAL FILM, AND METAL FILM MANUFACTURED BY THE PROCEDURE. | |
| JP2007533856A5 (en) | ||
| CN112272714A (en) | Vacuum deposition apparatus and method for coating a substrate | |
| CN113529033A (en) | Preparation method of protective coating and protective coating prepared by preparation method | |
| Zhao et al. | Effect of axial magnetic field on the microstructure, hardness and wear resistance of TiN films deposited by arc ion plating | |
| KR20120059255A (en) | Coating Material Comprising Titanium, Silver, and Nitrogen and Coating Method of the Same | |
| KR20080099418A (en) | The deposition method of metal thin film on polymer substrate by magnetron roll sputtering | |
| CN101067195A (en) | Metallising using thin seed layer deposited using plasma-assisted process | |
| CN217418806U (en) | Device for plating thick copper film on flexible thin film material in roll-to-roll manner | |
| CA2023280A1 (en) | Production method of metal foil and metal foil produced by the method | |
| RU2329333C1 (en) | Method of preparation of quasi-crystalline films on basis of aluminium | |
| CN100487156C (en) | Metal plate belt vacuum film coating equipment | |
| JP2014181350A (en) | Aluminum foil with metal layer and production method thereof | |
| EP3872907B1 (en) | Film and manufacturing process thereof | |
| KR101245324B1 (en) | Aluminum coated steel sheet and method for manufacturing the same | |
| EP0263880B1 (en) | Continuous ion plating device for rapidly moving film |